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KR100479854B1 - Epoxy molding compound having improved heat-release property for use as semiconductor encapsulant - Google Patents

Epoxy molding compound having improved heat-release property for use as semiconductor encapsulant Download PDF

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KR100479854B1
KR100479854B1 KR10-2001-0087474A KR20010087474A KR100479854B1 KR 100479854 B1 KR100479854 B1 KR 100479854B1 KR 20010087474 A KR20010087474 A KR 20010087474A KR 100479854 B1 KR100479854 B1 KR 100479854B1
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boron
sealing
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이병원
홍용우
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은 고온 다습 환경하에서의 열방출 특성과 내부식성이 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (1) 에폭시 수지, (2) 경화제, (3) 경화촉진제, (4) 천연 결정형 실리카, 및 (5) 보론계 화합물을 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것이며, 본 발명에 의하면 특히 열방출이 많은 반도체 소자의 패키지 성형에 유용한 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices excellent in heat dissipation characteristics and corrosion resistance in a high temperature and high humidity environment, and more specifically, (1) epoxy resin, (2) curing agent, (3) curing accelerator, (4) The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device comprising natural crystalline silica and (5) a boron-based compound, and according to the present invention, an epoxy resin composition useful for package molding of a semiconductor device having high heat release can be provided.

Description

방열성이 개선된 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물{EPOXY MOLDING COMPOUND HAVING IMPROVED HEAT-RELEASE PROPERTY FOR USE AS SEMICONDUCTOR ENCAPSULANT}Epoxy resin composition for sealing semiconductor element with improved heat dissipation {EPOXY MOLDING COMPOUND HAVING IMPROVED HEAT-RELEASE PROPERTY FOR USE AS SEMICONDUCTOR ENCAPSULANT}

본 발명은 고온 다습 환경하에서의 열방출 특성과 내부식성이 우수한 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 결정형 실리카와 보론계 화합물을 적용함으로써 열방출특성, 내부식성 및 성형성이 동시에 향상된 것을 특징으로 하는 고방열성 에폭시 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing semiconductor devices having excellent heat dissipation characteristics and corrosion resistance under high temperature and high humidity environments, and more particularly, by applying natural crystalline silica and boron compounds, heat dissipation characteristics, corrosion resistance and moldability At the same time, the present invention relates to a high heat dissipation epoxy resin composition.

최근 반도체 소자의 집적도는 나날이 향상되고 있으며, 이에 따른 배선의 미세화, 소자크기의 대형화가 급속히 진전되고 있다. 한편, 반도체 소자를 외부환경으로부터 보호하는 패키지(package)는 점점 소형화, 박형화되고 있으며, 작동중의 높은 열방출과 외부로부터의 수분침투에 의한 칩 및 알루미늄 패드의 부식에 대한 방지책 요구가 가속화 되고 있다.In recent years, the degree of integration of semiconductor devices is improving day by day, and thus, the size of wiring and the size of devices are rapidly progressing. On the other hand, packages that protect semiconductor devices from the external environment are becoming smaller and thinner, and demands for measures to prevent corrosion of chips and aluminum pads due to high heat release during operation and moisture penetration from the outside are accelerating. .

이와 같이 대형 반도체 소자를 소형·박형 패키지에 밀봉한 수지 밀봉형 반도체 장치에서는 외부환경의 온도 및 습도 변화에 따른 열응력에 기인하여 패키지 크랙 또는 알루미늄 패드 부식 발생 등의 고장 발생의 빈도가 매우 높아지게 된다. 따라서, 현재 이의 해결책으로서 밀봉용 에폭시 수지 성형재료의 고신뢰성화가 강하게 대두되고 있으며, 세부 방법으로 저응력화를 위해서는 탄성률을 낮추는 방법, 열팽창계수를 낮추는 방법 등이 소개되고 있고, 칩과 패드의 부식 방지를 위해서는 고순도의 성분을 사용하거나 또는 이온 포착제(ion trapper)의 적용에 의해 불순물 함량을 저하시키는 방법, 무기충전제를 고충전하여 수분 흡습량을 저하시키는 방법, 및 저점도 에폭시 수지와 기타 첨가제를 이용하여 칩 또는 리드프레임과 봉지재 간의 밀착력을 증가시키는 방법 등이 소개되고 있다. As described above, in a resin-sealed semiconductor device in which a large semiconductor device is sealed in a small and thin package, the frequency of failure such as package crack or corrosion of an aluminum pad may increase due to thermal stress caused by temperature and humidity changes in the external environment. . Therefore, as a solution for this, high reliability of the epoxy resin molding material for sealing has emerged strongly, and in order to lower stress in detail, a method of lowering the elastic modulus and a method of lowering the coefficient of thermal expansion have been introduced. To prevent this, use a high-purity component or apply an ion trapper to reduce the impurity content, a high-filling inorganic filler to reduce the moisture absorption, and a low viscosity epoxy resin and other additives. The method of increasing the adhesion between the chip or lead frame and the encapsulant has been introduced.

예를 들어, 탄성률을 낮추는 방법으로서는, 각종 고무 성분에 의한 개질(참조: 일본국 특허공개 소 63-1894호 및 평 5-291436호)이 검토되어, 열적 안정성이 우수한 실리콘 중합체를 배합, 개질시킨 에폭시 수지 성형재료가 폭 넓게 채택되고 있다. 이 방법에서 실리콘 오일은 성형재료의 기저 수지인 에폭시 수지 및 경화제와 상용성이 없어서 기저 수지중에 미립자 분산되므로, 내열성을 유지한 채 저탄성률을 이룰 수 있다. 한편, 저열팽창화에 대해서는, 열팽창계수가 낮은 무기충전제의 충전량을 늘리는 방법이 최선으로, 다만 무기충전제의 충전량 증가에 따른 에폭시 수지 성형재료의 저유동성과 고탄성이 문제가 되나, 이에 대한 해결책으로 일본국 특허공개 소 64-11355호에서는 구형 충전제를 그 입도 분포와 입자 크기의 조절을 통하여 다량으로 배합할 수 있는 기술이 소개되기도 하였다.For example, as a method of lowering the elastic modulus, modification by various rubber components (see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-1894 and 5-291436) is studied, and a silicone polymer having excellent thermal stability is blended and modified. Epoxy resin molding materials are widely adopted. In this method, the silicone oil is incompatible with the epoxy resin, which is the base resin of the molding material, and a curing agent, and thus fine particles are dispersed in the base resin, thereby achieving a low modulus while maintaining heat resistance. On the other hand, for low thermal expansion, the method of increasing the filling amount of the inorganic filler having a low coefficient of thermal expansion is best, but the low flowability and high elasticity of the epoxy resin molding material due to the increase of the filling amount of the inorganic filler is a problem. In Korean Patent Publication No. 64-11355, a technique for incorporating a large amount of spherical fillers through the control of particle size distribution and particle size has been introduced.

그러나, 실리콘 중합체의 배합 또는 무기충전제의 충전량 증가만으로는 탄성률에 대한 요구사항은 어느 정도 만족시킬 수 있으나, 다양한 패키지 종류에 부합하는 정도의 성형성을 확보하는 것이 어려워, 이는 여전히 해결하여야 할 과제로 남아있다. 특히, 고방열 특성을 요구하는 패키지의 경우, 통상 무기충전제로서 수산화알루미나가 권장되나, 수산화알루미나를 함유한 봉지재는 수분 흡습에 취약하고, 다량 충진시에는 성형성의 현저한 저하가 초래되기 때문에 타 무기충전제에 비해 충진성도 떨어지는 것으로 알려져 있다. 한편, 용융 실리카 적용시에는 열방출 특성 개선에 한계가 있는 반면, 천연 실리카를 적용할 경우에는 용융 실리카에 비해 방열성은 우수하나 실리카의 입자형상의 제약에 따른 충진성 및 성형성 저하가 문제가 된다. 반도체 소자 밀봉용 소재의 우수한 성형성이 확보되지 않으면, 패키지 성형시 불몰, 내부 보이드 등의 불량이 발생하게 되고, 그 결과 외부 수분에 취약하게 되어 반도체 소자의 부식 가능성이 높아지며, 열응력에 의한 패키지 크랙이 발생하는 등 치명적인 결함이 초래된다.However, it is possible to satisfy some of the requirements for modulus of elasticity by blending silicone polymers or increasing the filling amount of inorganic fillers, but it is difficult to secure moldability to a variety of package types, which remains a problem to be solved. have. In particular, for packages requiring high heat dissipation, alumina hydroxide is generally recommended as an inorganic filler. However, an encapsulant containing alumina hydroxide is vulnerable to moisture absorption. It is also known to be less filling than. On the other hand, when fused silica is applied, there is a limit in improving heat dissipation characteristics. On the other hand, when natural silica is applied, heat dissipation is superior to fused silica, but the filling and moldability are deteriorated due to the particle shape of silica. . If the excellent moldability of the material for semiconductor element sealing is not secured, defects such as inferiority and internal voids may occur during package molding, and as a result, it becomes vulnerable to external moisture, thereby increasing the possibility of corrosion of the semiconductor element, and resulting from thermal stress Fatal defects occur such as cracks.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 열발생이 많은 반도체 소자의 패키지용 수지 조성물로서, 80 중량% 이상의 천연 결정형 실리카와 보론계 화합물을 적용함으로써 우수한 성형성과 내부식성을 확보함과 동시에 방열 특성이 현저히 향상된 에폭시 수지 조성물을 제공함을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, as a resin composition for packaging a semiconductor device with high heat generation, by applying more than 80% by weight of natural crystalline silica and boron-based compound to ensure excellent moldability and corrosion resistance In addition, an object of the present invention is to provide an epoxy resin composition with remarkably improved heat dissipation characteristics.

즉, 본 발명은 다음의 성분들을 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제공한다:That is, the present invention provides an epoxy resin composition for sealing a semiconductor device comprising the following components:

(1) 에폭시 수지; (1) epoxy resins;

(2) 경화제;(2) curing agents;

(3) 경화촉진제;(3) curing accelerators;

(4) 천연 결정형 실리카; 및(4) natural crystalline silica; And

(5) 보론계 화합물. (5) Boron compound.

본 발명자들은 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물을 제조함에 있어서, 무기충전제로서 비교적 열전도율이 우수한 천연 결정형 실리카를 수지 조성물 전체에 대해 80 중량% 이상 충진하여 방열성을 향상시키고, 특정 보론계 화합물을 첨가함으로써 성형성을 개선하는 동시에 조성물 내의 이온불순물을 제어하여 칩과 패드의 부식을 방지할 수 있었다.In preparing the epoxy resin composition for semiconductor element sealing, the present inventors filled 80% by weight or more of natural crystalline silica having excellent thermal conductivity as an inorganic filler with respect to the entire resin composition to improve heat dissipation, and molding by adding a specific boron-based compound. In addition to improving the properties, it was possible to control the ionic impurities in the composition to prevent corrosion of chips and pads.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 사용된 성분 (1)의 에폭시 수지는 점도와 구조를 감안하여 용도에 따라 적절히 선택될 수 있으나, 성형성을 감안하여 저점도 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 에폭시 당량이 170~270인 오르소크레졸노볼락 수지와 바이페닐계 에폭시 수지 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 병용하며, 사용량은 전체 조성물에 대해 3.5~10 중량%인 것이 바람직하다.The epoxy resin of component (1) used in the present invention may be appropriately selected depending on the use in view of viscosity and structure, but it is preferable to use a low viscosity epoxy resin in view of moldability. For example, an orthocresol novolak resin having an epoxy equivalent of 170 to 270 or a biphenyl epoxy resin may be used alone or in combination, and the amount of use is preferably 3.5 to 10% by weight based on the total composition. .

본 발명에 사용된 성분 (2)의 경화제로서는, 2개 이상의 수산기를 갖고 수산기 당량이 100~200인 통상의 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 자일록(Xylok) 수지, 디사이클로펜타디엔 수지 등이 사용될 수 있으며, 이중 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 그러나, 가격 및 성형성의 관점에서 페놀 노볼락 수지를 경화제 성분 전체의 50 중량% 이상 사용하는 것이 바람직하다. 경화제의 사용량은 상기 에폭시 수지와의 조성비를 고려하여, 수산기 당량에 대한 에폭시 당량이 0.8~1.2의 범위 내에 들도록 조절되는 것이 바람직하며, 전체 조성물 내의 함량은 2.0~10.0 중량%가 되는 것이 바람직하다.As the curing agent of component (2) used in the present invention, a conventional phenol novolac resin, cresol novolac resin, Xylok resin, dicyclopentadiene resin having two or more hydroxyl groups and a hydroxyl equivalent of 100 to 200 Etc. may be used and one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. However, from the viewpoint of price and moldability, it is preferable to use at least 50% by weight of the phenol novolak resin as a whole of the curing agent component. In consideration of the composition ratio with the epoxy resin, the amount of the curing agent is preferably adjusted so that the epoxy equivalent to the hydroxyl equivalent falls within the range of 0.8 to 1.2, and the content in the total composition is preferably 2.0 to 10.0% by weight.

본 발명에 사용된 성분 (3)의 경화촉진제는 상기 성분 (1)과 성분 (2)의 경화반응을 촉진하기 위해 필요한 성분으로, 예를 들어 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류, 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염 등이 있으며, 이 중 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 병용해도 좋으며, 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.1~0.3 중량%인 것이 바람직하다.The curing accelerator of component (3) used in the present invention is a component necessary for promoting the curing reaction of the component (1) and the component (2), for example benzyldimethylamine, triethanolamine, triethylenediamine, dimethylamino Tertiary amines such as ethanol and tri (dimethylaminomethyl) phenol, imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole, and organic such as triphenylphosphine, diphenylphosphine and phenylphosphine Tetraphenylboron salts such as phosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and triphenylphosphine tetraphenylborate, and the like, and may be used alone or in combination of two or more thereof. It is preferable that it is 0.1 to 0.3 weight% with respect to a composition.

본 발명에서는 무기충전제로서 평균입자크기가 2.0~35.0㎛인 고순도의 천연 결정형 실리카(성분 4)를 사용하며, 그 충전량은 조성물 전체에 대해 80 중량% 이상이 되도록 한다. 천연실리카의 충전량이 80 중량% 미만이거나 또는 천연실리카 대신에 용융실리카를 적용할 경우에는 열방출 특성이 저하되며, 특히 충전량이 부족한 경우 충분한 강도와 저열팽창화를 실현할 수 없을 뿐만 아니라 수분의 침투가 용이해져 알루미늄 패드 부식에 치명적이 된다. 반면, 무기충전제의 충전량 상한선은 성형성을 고려하여 선정하여야 하며, 가능한 85 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, a high purity natural crystalline silica (component 4) having an average particle size of 2.0 to 35.0 µm is used as the inorganic filler, and the filling amount thereof is 80% by weight or more based on the whole composition. When the amount of natural silica is less than 80% by weight or when molten silica is applied instead of natural silica, the heat dissipation characteristics are deteriorated. In particular, when the amount is insufficient, sufficient strength and low thermal expansion are not realized, and moisture penetration is not achieved. It becomes easy and becomes fatal to aluminum pad corrosion. On the other hand, the upper limit of the filling amount of the inorganic filler should be selected in consideration of the moldability, it is preferable to use the 85% by weight or less.

본 발명에 사용된 성분 (5)의 보론계 화합물로서는, 2ZnO·3B2O3·3.5H2O(화합물 1) 또는 2ZnO·3B2O3(화합물 2)를 단독으로 사용하거나 또는 양자를 함께 병용하는 것이 가능하다. 본 발명에 있어서, 상기 보론계 화합물은 성형성 개선제의 역할을 한다. 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물에 있어서, 난연성을 부여하기 위해 브로모 에폭시계 난연제와 안티몬계 난연조제를 첨가하는 것이 일반적이다. 그런데, 안티몬 화합물은 대체로 밀도가 크기 때문에, 수지 조성물에 다량 적용시 분산상태가 불안정하여 치명적인 성형불량을 야기할 위험성이 있다. 본 발명에서는 상기 보론계 화합물을 첨가함으로써 이러한 안티몬계 난연조제의 사용량을 줄이면서도 동급의 난연성을 확보할 수 있게 되어, 결과적으로 우수한 분산안정성과 성형성을 확보하게 되었다. 나아가, 상기 보론계 화합물은 이온 포착제의 역할을 하기 때문에, 조성물 중의 이온불순물을 제거하는 효과가 있어, 칩과 패드의 부식 또한 방지할 수 있게 되었다. 상기 보론계 화합물의 평균 입경은 2~10 마이크로미터가 적당한데, 입경이 2 마이크로미터 미만이면 분산성이 감소하며, 10 마이크로미터 초과시에는 비표면적이 감소함으로써 활성도가 떨어짐으로 인해 칩과 알루미늄 패드의 부식이 발생하고 난연성 또한 저하될 우려가 있다. 본 발명의 수지 조성물 내의 상기 보론계 화합물의 함량은 0.5~4.0 중량%인 것이 바람직한데, 0.5 중량% 미만으로 사용할 시에는 목적한 성형성 개선 및 이온 포착 효과를 얻을 수 없고, 4.0 중량%를 초과하여 사용할 시에는 열방출 특성이 떨어지는 단점이 있다.As the boron-based compound of component (5) used in the present invention, 2ZnO.3B 2 O 3 .3.5H 2 O (Compound 1) or 2ZnO.3B 2 O 3 (Compound 2) may be used alone or both. It is possible to use together. In the present invention, the boron-based compound serves as a moldability improving agent. In the epoxy resin composition for semiconductor element sealing, in order to impart flame retardancy, it is common to add a bromo epoxy flame retardant and an antimony flame retardant aid. However, since the antimony compound is generally high in density, there is a risk that the dispersion state becomes unstable when a large amount is applied to the resin composition, thereby causing a fatal molding failure. In the present invention, by adding the boron-based compound, it is possible to secure the same flame retardancy while reducing the amount of the antimony flame retardant aid, resulting in excellent dispersion stability and formability. Furthermore, since the boron-based compound acts as an ion trapping agent, there is an effect of removing the ion impurities in the composition, it is also possible to prevent the corrosion of the chip and the pad. The average particle size of the boron-based compound is 2 ~ 10 micrometers is suitable, the particle size is less than 2 micrometers dispersibility is reduced, and when it exceeds 10 micrometers, the specific surface area is reduced, the activity of the chip and the aluminum pad Corrosion may occur and flame retardancy may also decrease. It is preferable that the content of the boron-based compound in the resin composition of the present invention is 0.5 to 4.0% by weight, and when used at less than 0.5% by weight, the desired formability improvement and ion trapping effect cannot be obtained and exceed 4.0% by weight. When used, there is a disadvantage that the heat emission characteristics are poor.

상술한 (1) 내지 (5)의 필수성분들 이외에도, 본 발명의 수지 조성물에는 브로모 에폭시계 난연제를 사용할 수 있으며, 삼산화안티몬, 오산화안티몬 등의 난연조제를 사용하는 경우, 그 사용량은 상기 보론계 화합물의 사용량에 따라 조절되며, 조성물 전체에 대해 최대 1.5 중량% 이하로 사용된다. 안티몬계 난연조제의 함량이 1.5 중량%를 초과하면, 분산성 저하와 이로 이한 성형성 불량이 야기될 수 있다.In addition to the essential components of (1) to (5) described above, a bromo epoxy flame retardant may be used in the resin composition of the present invention, and in the case of using a flame retardant aid such as antimony trioxide and antimony pentoxide, the amount of the boron It is adjusted according to the amount of the compound used and is used up to 1.5% by weight based on the entire composition. If the content of the antimony flame retardant aid exceeds 1.5% by weight, a decrease in dispersibility and thus moldability may be caused.

또한, 본 발명의 수지 조성물에는 고급 지방산, 고급 지방산 금속염, 에스테르계 왁스 등의 이형제, 카본블랙, 유·무기염료 등의 착색제, 에폭시 실란, 아미노 실란, 알킬 실란 등의 커플링제 등을 필요에 따라 첨가할 수 있다.The resin composition of the present invention may be a release agent such as a higher fatty acid, a higher fatty acid metal salt or an ester wax, a coloring agent such as carbon black or an organic or inorganic dye, a coupling agent such as an epoxy silane, an amino silane or an alkyl silane as necessary. Can be added.

본 발명의 수지 조성물은 각 성분을 소정의 배합량으로 헨셀(Hanssel) 믹서나 뢰디게(Loedige) 믹서를 이용하여 균일하게 충분히 혼합한 뒤, 롤밀(roll mill)이나 니이더(kneader)로 용융혼련한 다음, 냉각, 분쇄하는 과정을 거쳐 최종 분말 제품으로 수득하는 일반적인 방법에 따라 제조가능하다.The resin composition of the present invention is uniformly sufficiently mixed each component in a predetermined compounding amount using a Henssel mixer or Loedige mixer, and then melt kneaded with a roll mill or kneader. It can then be prepared according to the general method of cooling and grinding to obtain a final powder product.

본 발명에서 제조된 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 소자를 밀봉하는 방법으로는, 트랜스퍼 성형법(transfer molding)이 가장 일반적으로 사용되는 방법이나, 인젝션(injection) 성형법이나 캐스팅(casting) 등의 방법으로도 성형가능하다. As a method of sealing a semiconductor device using the epoxy resin composition produced in the present invention, transfer molding is the most commonly used method, or injection molding or casting. It is moldable.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.

실시예 1~3 및 비교예 1~3Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3

하기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 각 성분들을 평량한 뒤, 헨셀 믹서를 이용, 균일하게 혼합하여 분말 상태의 1차 조성물을 제조한 다음, 믹싱 2-롤밀을 이용하여 100℃에서 7분간 용융혼련한 뒤, 냉각 및 분쇄과정을 거쳐 최종 에폭시 수지 조성물을 제조하였다.After weighing each component as shown in Table 1 and Table 2 below, the mixture was uniformly mixed using a Henschel mixer to prepare a powdery primary composition, followed by melting at 100 ° C. for 7 minutes using a mixing 2-roll mill. After kneading, the final epoxy resin composition was prepared by cooling and grinding.

이렇게 하여 얻어진 에폭시 수지 조성물에 대하여 스파이럴 플로우를 측정하였으며, 시편을 제작, 175℃에서 6시간 동안 후경화시킨 뒤, 굴곡강도 및 탄성률, 열전도도, 난연도를 측정하였다. 또한, TO-220FP 패키지(full package)를 성형하여 성형성을 확인하고, 후경화시킨 후 85℃/85%RH의 항온항습 조건에서 각각 168시간, 200시간, 300시간, 500시간 동안 흡습시킨 뒤, 25℃/50%RH의 표준조건에서 1일간 방치후 디시파라메타(DC parameter)를 이용하여 특성 실험후 칩 및 패드의 부식을 관찰하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 요약하여 나타내었다.The spiral flow was measured for the epoxy resin composition thus obtained, and after the specimen was prepared and post-cured at 175 ° C. for 6 hours, flexural strength, elastic modulus, thermal conductivity, and flame retardancy were measured. In addition, by molding the TO-220FP package (full package) to confirm the moldability, after curing after 168 hours, 200 hours, 300 hours, 500 hours and then absorbed under constant temperature and humidity conditions of 85 ℃ / 85% RH, respectively After 1 day at 25 ° C./50%RH, the chip and pads were observed for corrosion after the characteristic experiments using DC parameters. The results are summarized in Table 1 and Table 2 below.

(단위: 중량%)(Unit: weight%) 구 성 성 분Composition 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 에폭시수지Epoxy resin 오르소크레졸노볼락수지Orthocresol novolac resin 5.55.5 8.58.5 6.06.0 페놀 노볼락 수지Phenolic Novolak Resin 4.34.3 5.15.1 4.74.7 트리페닐포스핀Triphenylphosphine 0.20.2 0.30.3 0.20.2 천연 결정형 실리카Natural Crystalline Silica 8484 8080 8282 보론계 화합물 (1)Boron Compound (1) 2.02.0 1.01.0 4.04.0 보론계 화합물 (2)Boron-Based Compounds (2006.01) 1.01.0 2.02.0 00 삼산화 안티몬Antimony trioxide 0.10.1 0.20.2 0.20.2 브롬에폭시난연제Bromine epoxy flame retardant 1.01.0 1.01.0 1.01.0 γ-글리시톡시프로필트리메톡시실란γ-glycithoxypropyltrimethoxysilane 0.40.4 0.40.4 0.40.4 에폭시변성 실리콘오일Epoxy Modified Silicone Oil 1.01.0 1.01.0 1.01.0 카본블랙Carbon black 0.20.2 0.20.2 0.20.2 카르나우바왁스Carnauba Wax 0.30.3 0.30.3 0.30.3 스파이럴 플로우(inch)Spiral Flow (inch) 2121 2323 2222 굴곡강도(㎏/㎟)Flexural Strength (㎏ / ㎠) 15.115.1 15.015.0 14.214.2 굴곡탄성률(㎏/㎟)Flexural modulus (㎏ / ㎠) 22002200 20002000 21002100 열전도도(cal/㎝·sec·℃*10-3)Thermal Conductivity (cal / cm · sec · ℃ * 10 -3 ) 6060 4040 5555 성형성 불량수(보이드/불몰)Moldability defects (void / death) 0/200/20 0/200/20 0/200/20 난연도(1/8inch UL)Flame retardant (1/8 inch UL) V-0V-0 V-0V-0 V-0V-0 칩부식Chip corrosion 168시간168 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 200시간200 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 300시간300 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 500시간500 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 패드부식Pad corrosion 168시간168 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 200시간200 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 300시간300 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 500시간500 hours 0/50/5 1/51/5 1/51/5

(단위: 중량%)(Unit: weight%) 구 성 성 분Composition 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 에폭시수지Epoxy resin 오르소크레졸노볼락수지Orthocresol novolac resin 5.85.8 8.98.9 7.37.3 페놀 노볼락 수지Phenolic Novolak Resin 4.64.6 5.45.4 5.65.6 트리페닐포스핀Triphenylphosphine 0.20.2 0.30.3 0.20.2 천연 결정형 실리카Natural Crystalline Silica 00 8080 4040 용융 실리카Fused silica 8484 00 4242 보론계 화합물 (1)Boron Compound (1) 00 00 1.01.0 보론계 화합물 (2)Boron-Based Compounds (2006.01) 00 00 1.01.0 삼산화 안티몬Antimony trioxide 2.52.5 2.52.5 00 브롬에폭시난연제Bromine epoxy flame retardant 1.01.0 1.01.0 1.01.0 γ-글리시톡시프로필트리메톡시실란γ-glycithoxypropyltrimethoxysilane 0.40.4 0.40.4 0.40.4 에폭시변성 실리콘오일Epoxy Modified Silicone Oil 1.01.0 1.01.0 1.01.0 카본블랙Carbon black 0.20.2 0.20.2 0.20.2 카르나우바왁스Carnauba Wax 0.30.3 0.30.3 0.30.3 스파이럴 플로우(inch)Spiral Flow (inch) 2323 2323 2222 굴곡강도(㎏/㎟)Flexural Strength (㎏ / ㎠) 14.314.3 14.514.5 14.214.2 굴곡탄성률(㎏/㎟)Flexural modulus (㎏ / ㎠) 19001900 20002000 20052005 열전도도(cal/㎝·sec·℃*10-3)Thermal Conductivity (cal / cm · sec · ℃ * 10 -3 ) 5050 3838 5151 성형성 불량수(보이드/불몰)Moldability defects (void / death) 6/206/20 2/202/20 1/201/20 난연도(1/8inch UL)Flame retardant (1/8 inch UL) V-0V-0 V-0V-0 V-1V-1 칩부식Chip corrosion 168시간168 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 200시간200 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 300시간300 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 500시간500 hours 0/50/5 1/51/5 0/50/5 패드부식Pad corrosion 168시간168 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 200시간200 hours 0/50/5 0/50/5 0/50/5 300시간300 hours 1/51/5 2/52/5 0/50/5 500시간500 hours 3/53/5 3/53/5 1/51/5

상기 표 1과 표 2의 비교를 통해, 실시예에 의한 에폭시 수지 조성물이 비교예 대비 열방출 특성, 성형성 및 칩과 패드의 내부식성 측면에서 더 우수하다는 것을 알 수 있다. Through the comparison of Table 1 and Table 2, it can be seen that the epoxy resin composition according to the embodiment is better in terms of heat dissipation characteristics, moldability and corrosion resistance of the chip and pad compared to the comparative example.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 특히 열발생이 많은 반도체 소자의 패키지 성형에 유용한 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.As described in detail above, the present invention can provide an epoxy resin composition that is particularly useful for package molding of semiconductor devices with high heat generation.

Claims (3)

다음의 성분들을 포함하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물:Epoxy resin composition for sealing a semiconductor device comprising the following components: (1) 에폭시 수지;(1) epoxy resins; (2) 경화제;(2) curing agents; (3) 경화촉진제;(3) curing accelerators; (4) 천연 결정형 실리카; 및(4) natural crystalline silica; And (5) 보론계 화합물.(5) Boron compound. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에폭시 수지가 3.5~10 중량%;3.5 to 10 wt% of the epoxy resin; 상기 경화제가 2.0~10 중량%; 2.0 to 10 wt% of the curing agent; 상기 경화촉진제가 0.1~0.3 중량%;0.1 to 0.3% by weight of the curing accelerator; 상기 천연 결정형 실리카가 80~85 중량%; 및80-85 wt% of the natural crystalline silica; And 상기 보론계 화합물이 0.5~4.0 중량% 0.5-4.0 wt% of the boron-based compound 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.Epoxy resin composition for sealing a semiconductor device, characterized in that included. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 보론계 화합물이 2ZnO·3B2O3·3.5H2O 및/또는 2ZnO·3B2O3인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물.The epoxy resin composition for sealing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the boron compound is 2ZnO.3B 2 O 3 .3.5H 2 O and / or 2ZnO.3B 2 O 3 .
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